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JAVA 实践项目 --- 树莓派信息自动化采集后入库项目 (二)

本贴最后更新于 2260 天前，其中的信息可能已经斗转星移

项目源代码可访问我的 github：https://github.com/Spacider/Gather-and-store
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项目初始

开发 IDE： IDEA 2018.03 JDK 1.8
开发环境： macOS 10.13.6 （如 windows 请对项目中部分路径进行改写）
数据库: Oracle 11g

正式开发

  1. 用 IDEA 创建一个 maven 项目，这个百度都可以找到，我在这里就不细讲了。
  2. 解决项目所有的依赖 jar 包，在项目下的 pom.xml 文件中添加如下内容：
 <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>com.oracle</groupId>
            <artifactId>ojdbc6</artifactId>
            <version>11.2.0.3</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>log4j</groupId>
            <artifactId>log4j</artifactId>
            <version>1.2.17</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba</groupId>
            <artifactId>fastjson</artifactId>
            <version>1.2.39</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>dom4j</groupId>
            <artifactId>dom4j</artifactId>
            <version>1.6.1</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>junit</groupId>
            <artifactId>junit</artifactId>
            <version>4.12</version>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.commons</groupId>
            <artifactId>commons-dbcp2</artifactId>
            <version>2.0.1</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>commons-dbutils</groupId>
            <artifactId>commons-dbutils</artifactId>
            <version>1.6</version>
        </dependency>
    </dependencies>

第一阶段数据的采集

imagepng

这里是我们向树莓派获取温度和湿度的模块示意图，通过 XML 文件的交互就可以获得我们需要的数据，获得到数据以后我们拆分得到的 XML 并向 log 文件中存入我们解析好的数据！

首先，模块结构：
imagepng

然后开始编写代码：

  1. 我们创建一个包为 Server，然后创建一个类 DataServer，这个类的作用是用来模拟树莓派系统的，他的主要职能是接收 XML 文件，并返回对应的数据，这里是模拟，所以我们每次都返回一个相同的数据用于测试。

我们先定义个 Thread 类，以便于配合 while 语句来让 Server 端一直保持接收数据的状态。通过构造器将 Socket 对象传入 Thread 类中，通过 Socket 对象我们就可以对获取对应的流对接收与发送进行控制！

class ServerThread extends Thread{
	private Socket socket;
    public ServerThread(Socket socket){
        this.socket = socket;
    }
     @Override
    public void run() {
    }
}

接下来我们的认识就是重写 run 方法，我们需要接收客户端发来的 XML 文件，由于发送过程中每一行都有一个换行符，所以嵌套一个 BufferedReader 对象时，我们就可以通过 readLine() 方法来根据行读取文件，末尾结束的标志是 </Message>

is = socket.getInputStream();
br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
String str = null;
StringBuilder sb = new StringBuilder();
while ((str = br.readLine()) != null) {
    sb.append(str + "\r\n");
    // 如果读取到最后一行，则退出
    if (str.trim().equals("</Message>")) {
        break;
    }
}

为了关闭资源方便，我们用到了关闭资源辅助类：
创建 util 包，创建 IOUtil 方法。

public class IOUtil {
    public static void close(Closeable... closeableList) {
        try {
            for (Closeable closeable : closeableList) {
                if (closeable != null) {
                    closeable.close();
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

读取到 XML 文件时，我们就需要对相应的 Client 端返回一个新的 XML 文件，为了方便我们编写一个 SAXReaderHelper 类来协助我们的操作，编写一个方法 BackXml 来进行相关的处理。该方法通过解析从客户端发来的 xml 文件，获取 SensorAddress 值来模拟传感器的选择，从而返回不同的模拟数据。

  • sensorAddress 为 16 采集到的数据为 10 位，前 8 位为湿度和温度数据，后两位为序号。
  • sensorAddress 为 256 采集到的数据为 6 位，前四位为光照数据，后两位为序号。
  • sensorAddress 为 1280 采集到的数据为 6 位，前四位为二氧化碳数据，后两位为序号。
 /**
     * 根据不同的 SensorAddress 返回不同的XML
     * @param bris
     */
    public static String BackXml(String sb){
        ByteArrayInputStream bais = null;
        // 把客户端传过来的 xml 转化为字符串存储
        String TotalStr = sb.toString();
        byte[] TotalBytes = TotalStr.getBytes();
        bais = new ByteArrayInputStream(TotalBytes);
        SAXReader reader = new SAXReader();
        Document document = null;
        String BackStr = null;
        // 获取根节点
        try {
            document = reader.read(bais,"utf-8");
            Element Message = document.getRootElement();
            String str = null;
            // 获取结点 SensorAddress 的值
            String SensorAddress =  Message.element("SensorAddress").getText();
            if (SensorAddress.equals("16")){
                str = "5d606f7802";
                BackStr = getBakXml(str);
            }else if (SensorAddress.equals("256")){
                str = "5d6002";
                BackStr = getBakXml(str);
            }else if (SensorAddress.equals("1280")){
                str = "5d6002";
                BackStr = getBakXml(str);
            }
        } catch (DocumentException e) {
            System.out.println("返回XML文件失败");
        } finally {
            IOUtil.close(bais);
        }
        return BackStr;
    }
    /**
     * 拼接返回的 XML (提供模拟的 Server 端使用)
     * @param DataStr
     * @return
     */
    public static String getBakXml(String DataStr){
        String str = "<?xml version=\"1.0\" encoding=\"UTF-8\"?>\r\n"+
                "<Message>\r\n"+
                    "<SrcID>100</SrcID>\r\n"+
                    "<DstID>101</DstID>\r\n"+
                    "<DevID>2</DevID>\r\n"+
                    "<SensorAddress>0</SensorAddress>\r\n"+
                    "<Counter>0</Counter>\r\n"+
                    "<Cmd>3</Cmd>\r\n"+
                    "<Data>"+DataStr+"</Data>\r\n"+
                    "<Status>1</Status>\r\n"+
                "</Message>\r\n";
        return str;
    }

在封装了方法以后，我们就可以一行解决问题：

// 根据不同的 SensorAddress 返回不同的XML
String BackStr = SAXReaderHelper.BackXml(sb.toString());

最后通过输出流再次将封装好的模拟数据发送给 Client

os = socket.getOutputStream();
pw = new PrintWriter(os);
pw.write(BackStr.toCharArray());
pw.flush();

最后关闭资源~这样我们就编写好了一个模拟的树莓派 Server 端。通过 while(true) 写死循环，这样就可以一直不停的接收数据！

ServerSocket server = new ServerSocket(8888);
while (true){
   Socket socket = server.accept();
   new ServerThread(socket).start();
}
  1. Client 端编写
    Client 端是发送 XML 文件到 Server 端的，其中还是用流进行传输。

首先我们编写 ClientReceiveHelper 类开进行辅助我们操作。

这是拼接发送的 XML 文件的方法！

    /**
         * 拼装发送的 XML 文件
         * @param SensorAddress
         * @param counter
         * @return
         */
        private final static String XmlToSend(String SensorAddress,String counter){
            String str = "<?xml version=\"1.0\" encoding=\"UTF-8\"?>\r\n"+
                    "<Message>\r\n"+
                    "<SrcID>100</SrcID>\r\n"+
                    "<DstID>101</DstID>\r\n"+
                    "<DevID>2</DevID>\r\n"+
                    "<SensorAddress>"+SensorAddress+"</SensorAddress>\r\n"+
                    "<Counter>"+counter+"</Counter>\r\n"+
                    "<Cmd>3</Cmd>\r\n"+
                    "<Status>1</Status>\r\n"+
                    "</Message>\r\n";
            return str;
        }

客户端通过的是 TCP/IP 向 Server 端发送消息。
然后编写发送消息的方法 ClientGetXml：

public final static void ClientGetXml(String SensorAddress,int counter){
}

通过 Socket 来开启一个连接

 socket = new Socket("127.0.0.1", 8888);

加锁：考虑到一种特殊情况，socket 交替执行时可能会出现时间片用完的情况，这种情况下可能会导致上一个 socket 的数据传输给了下个 socket 使用，导致数据的错误！
通过发送 XML 让 Server 返回一个 XML 文件给我们，本阶段我们以获取到了上文 Server 发送的 XML 文件为正确。

synchronized (socket) {
       os = socket.getOutputStream();
       pw = new PrintWriter(os);
       String str = XmlToSend(SensorAddress, counter + "");
       pw.write(str.toCharArray());
       pw.flush();

       is = socket.getInputStream();
       br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
       String Backstr = null;
       // 拼接读取返回的 XML 文件
       StringBuilder sb = new StringBuilder();
       while ((Backstr = br.readLine()) != null) {
           // 在末尾加入 \r\n 方便观察，也方便读取
           sb.append(Backstr + "\r\n");
           if (Backstr.trim().equals("</Message>")) {
               break;
           }
       }
}

编写到这里， 你可以打印一下 BackStr，看下是否发生了死锁(可能未关闭资源或连接未断开等)和传输到的数据是否正确。

经过如上的编写，你就可以编写 Client 如：
方法中的参数为 SensorAddress 的值(判断温度湿度或光照或二氧化碳)，和 counter 操作的传感器个数！ClientGetXml 就是上文我们编写的 Client 的操作方法。

public final class GuangClient {
    public static void guangGetObj(){
        ClientReceiveHelper.ClientGetXml("256",1);
    }
}

imagepng

如果你已经获得了 Server 端发送的数据，那么恭喜你，你这一阶段的编写已经取得了成功，可以进行下一阶段的编写！

本文中为代码详解，可能与源代码不一定相同，可以查看我的 github：https://github.com/Spacider/Gather-and-store 查看源代码与你的代码进行比对！如果觉得我写的好的话请给一个 star 哦！

  • Java

    Java 是一种可以撰写跨平台应用软件的面向对象的程序设计语言，是由 Sun Microsystems 公司于 1995 年 5 月推出的。Java 技术具有卓越的通用性、高效性、平台移植性和安全性。

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